2FSK数字频率调制解调仿真通信原理课程设计

通讯系统原理课程设计设计题目：2FSK调制与解调系统设计与仿真姓名:院（系）：专业：指导老师：日期：2FSK调制与解调系统设计与仿真指导教师摘要：本文主要是利用MATLAB7.0来实现2FSK 数字调制系统解调器的设计。

该设计模块包含信源调制、发送滤波器模块、信道、接受滤波器模块、解调以及信宿，并未各个模块进行相应的参数设置。

在此基础上熟悉MATLAB的功能及操作，最后通过观察仿真图形进行波形分析及系统的性能评价。

关键词：2FSK MATLAB 调制解调引言：2FSK信号的产生方法主要有两种：一种是调频法，一种是开关法。

这两种方法产生的2FSK信号的波形基本相同，只有一点差异，即由调频器产生的2FSK信号在相邻码元之间的相位是连续的，而开关法产生的2FSK信号则分别由两个独立的频率源产生两个不同频率的信号，故相邻码元之间的相位不一定是连续的。

本设计采用后者--开关法。

2FSK信号的接收也分为相干和非相干接收两种，非相干接收方法不止一种，它们都不利用信号的相位信息。

故本设计采用相干解调法。

1 设计任务与要求1.1 设计要求（1）学习使用计算机建立通信系统仿真模型的基本方法及基本技能，学会利用仿真的手段对于实用通讯系统的基本理论、基本算法进行实际验证；（2）学习现有流行通信系统仿真软件MATLAB7.0的基本实用方法，学会使用这软件解决实际系统出现的问题；（3）通过系统仿真加深对通信课程理论的理解，拓展知识面，激发学习和研究的兴趣；（4）用MATLAB7.0设计一种2FSK数字调制解调系统；1.2设计任务根据课程设计的设计题目实现某种数字传输系统，具体要求如下；（1）信源：产生二进制随机比特流，数字基带信号采用单极性数字信号、矩形波数字基带信号波形；（2）调制：采用二进制频移键控（2FSK）对数字基带信号进行调制，使用键控法产生2FSK 信号；（3）信道：属于加性高斯信道；（4）解调：采用相干解调；（5）性能分析：仿真出该数字传输系统的性能指标，即该系统的误码率，并画出SNR（信噪比）和误码率的曲线图；2方案设计与论证频移键控是利用载波的频率来传递数字信号，在2FSK中，载波的频率随着二进制基带信号在f1和f2两个频率点间变化，频移键控是利用载波的频移变化来传递数字信息的。

2fsk解调课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握2FSK调制解调的基本原理，理解频移键控的数学表达和信号特点。

2. 学会运用2FSK解调技术对实际信号进行处理，能够识别并分析2FSK信号的频谱特性。

3. 了解2FSK在通信系统中的应用，理解其在信息传输中的优缺点。

技能目标：1. 培养学生运用所学知识，通过实验或仿真软件进行2FSK信号的解调操作，提高动手实践能力。

2. 培养学生分析和解决2FSK解调过程中可能出现的实际问题，提升问题解决能力。

情感态度价值观目标：1. 激发学生对通信科学的兴趣，培养主动探索和研究的科学精神。

2. 培养学生的团队协作精神，提高沟通与交流能力，使学生能够更好地在团队中发挥作用。

3. 增强学生的国家意识，认识到通信技术在我国社会发展中的重要性，激发学生的爱国情怀。

课程性质分析：本课程为高二年级电子信息技术课程，属于专业选修课。

课程内容具有较强的理论性和实践性，旨在培养学生的通信技术基础知识和实践能力。

学生特点分析：高二年级学生对电子信息技术有一定的基础，具有较强的学习能力和动手能力，对通信技术有一定的兴趣。

教学要求：1. 结合课本内容，注重理论联系实际，提高学生的实际操作能力。

2. 采用启发式教学，引导学生主动思考，培养学生的创新意识。

3. 注重过程评价，关注学生的学习进步，激发学生的学习积极性。

二、教学内容本章节教学内容主要包括以下几部分：1. 2FSK调制解调基本原理：介绍2FSK调制解调的概念、原理和数学表达，分析2FSK信号的频谱特性。

2. 2FSK信号的解调方法：讲解2FSK信号的解调原理，包括非相干解调和相干解调，分析各自优缺点。

3. 2FSK在通信系统中的应用：介绍2FSK在无线通信、卫星通信等领域的应用，分析其在实际通信系统中的作用。

4. 实践操作：安排学生进行2FSK信号解调的实验或仿真操作，巩固所学理论知识。

教学大纲安排如下：第一课时：2FSK调制解调基本原理，重点讲解2FSK信号的数学表达和频谱特性。

2FSK调制与解调系统设计与仿真一、引言2FSK（两频移键控）调制与解调是一种基于频率变化的数字调制与解调技术，常用于数字通信系统中。

本文将介绍2FSK调制与解调系统的设计与仿真过程。

1.系统原理a)数字信号生成：生成要传输的数字信号，可通过随机产生0和1的序列或者由外部输入得到。

b) 载波信号生成：生成两个频率分别为fc1和fc2的正弦波信号。

c)数字信号与载波信号调制：将数字信号与载波信号进行调制，根据数字信号的每一位来选择对应的载波频率。

2.仿真步骤在MATLAB等仿真软件中，可以进行2FSK调制系统的仿真：a)生成数字信号：生成一定长度的随机01序列或者由外部输入得到的数字信号。

b) 生成载波信号：生成两个频率分别为fc1和fc2的正弦波信号。

c)数字信号与载波信号调制：根据数字信号的每一位来选择对应的载波频率进行调制。

d)绘制调制后的信号波形。

1.系统原理2FSK解调系统将2FSK调制的信号转换为数字信号，实现数字信号与模拟信号的转换。

具体设计如下：a)接收信号：接收被调制的信号。

b) 与载波信号相乘：将接收信号与两个频率分别为fc1和fc2的正弦波载波信号相乘。

c)预处理：去除直流分量。

d)低通滤波：通过低通滤波器滤除高频成分。

e)匹配滤波：利用匹配滤波器，分别滤出与两个载波频率相关的信号。

f)判决：根据滤波后的信号幅值大小进行判决，得到数字信号。

2.仿真步骤在MATLAB等仿真软件中，可以进行2FSK解调系统的仿真：a)接收信号：接收被调制的信号。

b) 与载波信号相乘：将接收信号与两个频率分别为fc1和fc2的正弦波载波信号相乘。

c)预处理：去除直流分量。

d)低通滤波器设计：设计一个合适的低通滤波器以滤除高频成分。

e)匹配滤波器设计：设计两个匹配滤波器，使其与对应载波频率相匹配。

f)与滤波后信号进行判决：根据滤波后的信号幅值大小进行判决，得到数字信号。

g)绘制解调后的信号波形。

四、总结2FSK调制与解调系统可以将数字信号转换为模拟信号进行传输，并将模拟信号解调为数字信号。

数字通信系统的设计与实现摘要：本设计为掌握利用MATLAB软件对2FSK数字频带通信系统的设计与建模来加深对所学知识的理解和掌握，通过MATLAB仿真平台，运用所学的理论知识与方法进行2FSK数字频带通信系统的设计。

经过软件调试与仿真最终设计出符合指标要求的数字频带通信系统。

设计的系统能够对输入的基带信号进行准确的调制与解调，并同时尽量减少外界信号的干扰，达到很好的效果。

关键词：2FSK；数字传输系统；MATLAB仿真目录第1章引言 (1)1.1 选题的目的和意义 (1)1.2 本课程设计的主要内容 (1)1.3 本课程设计的主要章节安排 (1)第2章 2FSK的基本原理 (2)2.1 总体思想 (2)2.2 2FSK数字系统的调制原理 (2)2.3 2FSK信号的解调及抗噪声性能 (3)2.3.1 2FSK信号的解调方法 (3)2.3.2 相干2FSK解调器的误码率 (4)2.3.3 包络2FSK解调器的误码率 (6)第3章 2FSK的仿真实现 (8)3.1 通信系统基本模型 (8)3.2 MATLAB程序设计 (8)3.3 MATLAB仿真波形实现 (12)第4章结束语 (16)参考文献 (17)第1章引言1.1 选题的目的和意义数字基带信号是低通型信号，其功率谱集中在零频附近，它可以直接在低通型信道中传输，然而，实际信道很多是带通型的，数字基带信号无法直接通过带通型信道。

因此，在发送端需要把数字基带信号的频谱搬移到带通信道的通带范围内，以便信号在带通型信道中传输，这个频谱的搬移过程称为数字调制，相应地，在接受端需要将已调信号搬回来，还原为基带信号，这个反搬移过程叫数字解调。

本课程设计目的在于熟悉2FSK调制及相干解调过程，通过Matlab软件予以仿真测试验证，并作一定的误码分析。

1.2 本课程设计的主要内容本设计为数字通信系统的设计与实现。

主要内容以利用MATLAB设计出2FSK数字通信系统的设计与建模为例，包括信源，调制，发送滤波器模块，信道，接收滤波器模块以及信宿；根据通信原理设计粗话各个模块的参数（例如码速率，滤波器截止频率等）；用MATLAB软件观察仿真并进行波形分析，针对结果进行性能评价。

2FSK调制解调原理及设计2FSK调制解调技术通常用于调制两个离散频率（频移）来表示二进制数据流中的0和1、其中一个频率用于表示0，另一个频率用于表示1、在调制过程中，将基带数字信号转换为模拟信号，并将其移频到所需的频率。

解调过程则通过检测输入信号的频率来还原原始的二进制数据流。

1.调制器设计：调制器将二进制数据流转换为模拟信号，并在不同的频率上调制这些信号。

常见的调制器设计包括频率锁相环（PLL）和直接数字频率合成（DDS）。

PLL使用反馈回路来产生一个输出信号，其频率与输入信号的相位差很小。

DDS则使用数字信号直接合成所需的频率。

2.频率选择器：频率选择器用于选择调制信号的频率。

通过控制频率选择器的开关或滤波器，可以选择不同的频率来代表0和1、频率选择器可以是可编程的，以便在需要时切换不同的调制频率。

3.解调器设计：解调器将传输信号转换为数字信号，使数据能够被读取和处理。

解调器通常包括一个带通滤波器和一个判决器。

带通滤波器用于滤除不需要的频率成分，使解调信号只包含所需的频率分量。

判决器则用于将接收到的信号映射到二进制数据流中的0和14.错误检测和纠正：在接收端，通常还需要实施错误检测和纠正机制来提高数据传输的可靠性。

常见的错误检测和纠正方法包括奇偶校验、循环冗余检测（CRC）和海明码。

2FSK调制解调技术在数字通信系统中得到了广泛的应用，特别是在无线通信领域。

它具有简单可靠的特点，适用于低复杂度的通信系统。

同时，2FSK调制解调技术也可以扩展为多级FSK调制解调技术，以提高数据传输速率和信号带宽利用率。

总之，2FSK调制解调是一种常见且有效的数字调制解调技术，其原理和设计涉及调制器设计、频率选择器、解调器设计以及错误检测和纠正等关键步骤。

这种技术在数字通信系统中具有广泛的应用，并且可以根据需要进行扩展和优化。

通信原理A课程设计报告题目：基于MATLAB的2PSK和2FSK调制仿真院系：自动化与信息工程学院专业：通信工程班级：学号：姓名：指导教师：职称：讲师2012年12月24日－2012年12月28日一、设计任务编写2PSK和2FSK调制程序，任意给定一组二进制数，计算经过这两种调制方式的输出信号。

程序书写要规范，加必要的注释；经过程序运行的调制信号波形要与理论计算出的波形一致。

分步实施：1 ）熟悉2PSK和2FSK调制原理；2 ）编写2PSK和2FSK调制程序；3 ）画出原信号和调制信号的波形图。

课程设计的最后成果是提交一份实验报告，内容包括：1)2PSK和2FSK调制原理；对给定信号画出理论调制波形；2)程序设计思想，画出流程图；3)源程序代码（需打印）；4)测试结果（需打印）和理论计算结果对比是否一致；5)小结。

六、参考文献【1】冯象初,甘小冰. 数值泛函与小波理论西安：西安电子科技大学出版社,2003.5【2】樊昌信,曹丽娜. 通信原理（第六版）北京：国防工业出版社, 2010.6【3】罗建军，扬琦.精讲多练MATLAB（第2版）西安：西安交通大学出版社，2009.7附录：源程序代码clear allclose alli=10; %基带信号码元数j=5000;a=round(rand(1,i)); %产生随机序列t=linspace(0,5,j);f1=4; %2FSK载波1频率 2PSK载波频率f2=8; %2FSK载波2频率fm=i/5; %基带信号频率%%%%%%%%%%产生基带信号st1=t;for n=1:10if a(n)<1;for m=j/i*(n-1)+1:j/i*nst1(m)=0;endelsefor m=j/i*(n-1)+1:j/i*nst1(m)=1;endend如有你有帮助，请购买下载，谢谢！endfigure(1);subplot(311);plot(t,st1);title('基带信号st1');axis([0,5,-1,2]);%%%%%%%%%%基带信号求反st2=t;for n=1:j;if st1(n)>=1;st2(n)=0;elsest2(n)=1;endend;%%%%%%%%%%构成双极性码st3=st1-st2;%%%%%%%%%%载波信号s1=sin(2*pi*f1*t)s2=sin(2*pi*f2*t)%subplot(312),plot(s1);%title('载波信号s1');%subplot(313),plot(s2);%title('载波信号s2');%%%%%%%%%%%调制%figure(2);F1=st1.*s1; %加入载波1 (2FSK)F2=st2.*s2; %加入载波2 (2FSK)e_fsk=F1+F2;subplot(312);plot(t,e_fsk);title('2FSK调制信号');e_psk=st3.*s1; %加入载波 (2PSK)subplot(313);plot(t,e_psk);title('2PSK调制信号');如有你有帮助，请购买下载，谢谢！四、程序运行结果及分析00.51 1.52 2.53 3.54 4.55-112基带信号st100.51 1.52 2.53 3.54 4.55-112FSK 调制信号00.51 1.52 2.53 3.54 4.55-1012PSK 调制信号。

2FSK调制课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解2FSK（二进制频移键控）的基本概念，掌握其调制解调原理；2. 使学生掌握2FSK信号的数学表达，频谱特性以及功率谱密度；3. 引导学生了解2FSK在实际通信系统中的应用及其优势。

技能目标：1. 培养学生运用2FSK调制技术进行信号传输的能力，能够完成简单的2FSK 调制解调实验；2. 培养学生分析和解决2FSK通信过程中出现问题的能力；3. 提高学生利用所学知识解决实际通信问题的能力。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对通信科学的兴趣和热情，激发他们探索通信领域奥秘的欲望；2. 培养学生团队合作精神，增强他们面对问题的勇气和信心；3. 引导学生认识到通信技术在现代社会中的重要性，培养他们的社会责任感和使命感。

分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程将目标分解为以下具体学习成果：1. 学生能够解释2FSK的基本原理，并用自己的语言描述其工作过程；2. 学生能够运用所学知识进行2FSK信号的仿真和分析，完成调制解调实验；3. 学生能够通过小组讨论、课堂汇报等形式，展示对2FSK通信技术的理解和应用；4. 学生能够关注通信领域的发展，认识到通信技术对社会的贡献，激发他们的学习热情和动力。

二、教学内容根据课程目标，本章节教学内容主要包括以下几部分：1. 2FSK基本概念与原理：- 2FSK的定义及其在通信系统中的应用；- 2FSK调制解调原理及其数学表达；- 2FSK信号的产生与接收。

2. 2FSK信号特性分析：- 2FSK信号的频谱特性；- 2FSK信号的功率谱密度；- 2FSK信号的抗干扰性能。

3. 2FSK调制解调技术：- 2FSK调制方法及其仿真实现；- 2FSK解调方法及其仿真实现；- 2FSK调制解调实验操作与结果分析。

4. 2FSK应用案例分析：- 2FSK在实际通信系统中的应用场景；- 2FSK与其他调制技术的比较；- 2FSK通信系统的性能优化。

题目：基于Matalab的2FSK数字调制解调系统学院(部)：电子信息工程学院专业：电子信息工程目录摘要 (3)一、引言 (3)1、设计目的及任务要求 (3)2、课程设计内容 (3)二、绪论 (4)2.1通信技术的历史和发展 (4)2.1.1通信的概念 (4)2.1.2通信的发展史简介 (4)2.2数字调制技术 (5)2.3数字调制的发展现状和趋势 (6)三、2FSK数字系统的调制和解调的原理图 (7)3.12FSK数字系统的调制原理图. (7)3.22FSK的解调方式 (7)3.2.1 非相干解调 (7)3.2.2 相干解调 (8)四、2FSK的的调制与解调过程的MATLAB 仿真原理图及其分析 (9)4.1利用MATLAB建立系统的仿真图。

(9)4.2系统中仿真模块的作用及主要参数的设置分析 (10)4.2.1 Bernoulli Binary Generator模块 (10)4.2.2 M-FSK Modulator Baseband 模块 (10)4.2.3 M-FSK Demodulator Baseband模块 (10)4.2.4 Channels模块 (10)4.2.5 Error rate Calculation模块 (10)4.2.6 Scope模块 (10)4.2.7 Display模块 (11)4.2.8 Relational Operator模块 (11)4.2.9 Dlay模块 (11)4.2.10 Eye diagram scope模块 (11)五、 2FSK的的调制与解调过程的MATLAB仿真结果波形图及分析 (11)5.1眼图的定义、模块、波形及其分析 (11)5.1.1眼图的定义 (11)5.1.2眼图的模块 (12)5.1.3眼图的波形 (12)5.1.4眼图波形的分析 (12)5.2S COPE端的最终波形图 (14)六、总结 (16)七、参考文献 (17)摘要本文主要是利用MATLAB7.0来实现2FSK数字调制系统解调器的设计.该设计模块包含信源,调制,发送滤波器模块,信道,接收滤波器模块,解调以及信宿.并为各个模块进行相应的参数设置在此基础上熟悉MATLAB的功能及操作,最后通过观察仿真图形进行波形分析(眼图)及系统的性能评价(分析误码率).关键词：2FSK MATLAB 调制解调噪声一、引言1、设计目的及任务要求1．学习使用计算机建立通信系统仿真模型的基本方法及基本技能，学会利用仿真的手段对于实用通信系统的基本理论、基本算法进行实际验证；2．学习现有流行通信系统仿真软件MATLAB7.0的基本使用方法，学会使用这些软件解决实际系统出现的问题；3．通过系统仿真加深对通信课程理论的理解。

（完整版）基于MATLAB的2FSK的调制与解调基于MATLAB的2FSK数字通信系统仿真一、课程设计目的二、课程设计内容在信道中，大多数具有带通传输特性，必须用数字基带信号对载波进行调制，产生各种已调数字信号。

可以用数字基带信号改变正弦型载波的幅度、频率或相位中的某个参数，产生相应的数字振幅调制、数字频率调制和数字相位调制。

也可以用数字基带信号同时改变正弦型载波幅度、频率或相位中的某几个参数，产生新型的数字调制。

本课程设计旨在根据所学的通信原理知识，并基于MATLAB软件，仿真一2FSK 数字通信系统。

2FSK数字通信系统，即频移键控的数字调制通信系统。

频移键控是利用载波的频率变化来传递数字信息。

在2FSK中，载波的频率随二进制基带信号在f1和f2两个频率点间变化。

因此，一个2FSK信号的波形可以看成是两个不同载频的2ASK信号的叠加。

可以利用频率的变化传递数字基带信号，通过调制解调还原数字基带信号，实现课程设计目标。

三、2FSK的基本原理和实现二进制频率调制是用二进制数字信号控制正弦波的频率随二进制数字信号的变化而变化。

由于二进制数字信息只有两个不同的符号，所以调制后的已调信号有两个不同的频率f1和f2，f1对应数字信息“1”，f2对应数字信息“0”。

二进制数字信息及已调载波如图3-1所示。

1、2FSK的产生在2FSK信号中，当载波频率发生变化时，载波的相位一般来说是不连续的，这种信号称为不连续2FSK信号。

相位不连续的2FSK通常用频率选择法产生，如图3-2所示：图3-2 2FSK信号调制器两个独立的振荡器作为两个频率发生器，他们受控于输入的二进制信号。

二进制信号通过两个与门电路，控制其中的一个载波通过。

调制器各点波形如图3-3所示：图3-3 2FSK调制器各点波形由图3-3可知，波形g是波形e和f的叠加。

所以，二进制频率调制信号2FSK可以看成是两个载波频率分别为f1和f2的2ASK信号的和。

课程设计课程名称通信原理系别：运算机科学系专业班级：通信一班目录一、设计题目 (3)2、设计原理 (3)3、实现方式 (4)4、设计结果及分析 (7)五、参考文献 (10)Ⅰ.设计题目基于Matlab 的2FSK 调制及仿真Ⅱ.设计原理数字频率调制又称频移键控，记作FSK ；二进制频移键控记作2FSK 。

2FSK 数字调制原理：一、2FSK 信号的产生：2FSK 是利用数字基带信号操纵在波的频率来传送信息。

例如，1码用频率f1来传输，0码用频率f2来传输，而其振幅和初始相位不变。

故其表示式为{)cos()cos(21122)(θωθωϕ++=t A t A FSK t时发送时发送"1""0"式中，假设码元的初始相位别离为1θ和2θ；112f π=ω和222f π=ω为两个不同的码元的角频率；幅度为A 为一常数，表示码元的包络为矩形脉冲。

2FSK 信号的产生方式有两种：（1）模拟法，即用数字基带信号作为调制信号进行调频。

如图1-1（a ）所示。

（2）键控法，用数字基带信号)(t g 及其反)(t g 相别离操纵两个开关门电路，以此对两个载波发生器进行选通。

如图1-1（b ）所示。

这两种方式产生的2FSK 信号的波形大体相同，只有一点不同，即由调频器产生的2FSK 信号在相邻码元之间的相位是持续的，而键控法产生的2FSK 信号，那么别离有两个独立的频率源产生两个不同频率的信号，故相邻码元的相位不必然是持续的。

(a) (b)图1-1 2FSK 信号产生原理图由键控法产生原理可知，一名相位离散的2FSK 信号可看成不同频率交替发送的两个2ASK 信号之和，即)cos(])([)cos(])([)cos(·)()cos()()(221122112θωθωθωθωϕ+-++-=+++=∑∑∞-∞=∞-∞=t nT t g a t nT t g a t t g t t g t n s n n s n FSK其中)(t g 是脉宽为s T 的矩形脉冲表示的NRZ 数字基带信号。

2FSK的数字基带传输系统仿真一﹑课程设计目的和任务利用所学的《通信原理》的基本知识，设计一个2FSK数字调制系统。

完成对2FSK的调制与解调仿真电路的设计，并对仿真结果进行分析。

理解2FSK信号的产生，掌握2FSK的调制原理和实现方法并画出实现框图。

二、分析与设计1.调制原理与实现方法数字频率调制又称频移键控（FSK），二进制频移键控记作2FSK。

二进制频移键控（2-FSK）频移键控是利用两个不同频率f1和f2的振荡源来代表信号1和0，用数字信号的1和0去控制两个独立的振荡源交替输出。

对二进制的频移键控调制方式，其有效带宽为B=2xF+2Fb,xF是二进制基带信号的带宽也是FSK 信号的最大频偏，由于数字信号的带宽即Fb值大，所以二进制频移键控的信号带宽B较大，频带利用率小。

2-FSK功率谱密度的特点如下：(1) 2FSK信号的功率谱由连续谱和离散谱两部分构成, 离散谱出现在f1和f2位置。

(2) 功率谱密度中的连续谱部分一般出现双峰。

若两个载频之差|f1 -f2|≤fs，则出现单峰。

图1 2FSK同步检测方框图2.2FSK信号的解调采用相干检测法进行相干解调时，需要插入两个相干载波，电路较为复杂。

包络检测无需相干载波，因而电路较为简单。

一般而言，大信噪比时常用包络检测法，小信噪比时才用相干解调法，这与2ASK的情况相同。

三﹑系统实施仿真1.2FSK信源的产生及调制：通过MATLAB内部的随机函数产生随机的二进制信源。

假设需要m个二进制随机码，可以用公式x=round(rand(1,m))实现，比如m=25时，代码为x=round(rand(1,25));产生25个二进制随机码。

之后通过调用FSK调制函数，对m个二进制随机码进行FSK调制后生成的效果截图如下图2 FSK调制后生成的效果截图2.传输信道模型：在信号处理中经常需要把噪声叠加到信号上去，在叠加噪声时往往需要满足一定的信噪比，信号调制后送入信道，假设附加的是加性高斯白噪声，在MATLAB 中可以使用awgn函数生成在接收端接收到的叠加了噪声的信号。

2FSK调制解调系统设计2FSK（2 Frequency Shift Keying）调制解调系统是一种常见的数字调制技术，用于将数字信号转换为模拟信号进行传输和解调。

本文将重点介绍2FSK调制解调系统的设计，包括系统框图、原理以及实现过程。

一、2FSK调制解调系统框图1.调制部分：调制部分的主要功能是将数字信号转换为模拟信号。

常见的2FSK调制方法是通过选择两个不同频率的正弦波信号，分别对应数字信号的0和1、将数字信号经过调制电路进行调制后，输出模拟信号。

2.解调部分：解调部分的主要功能是将模拟信号转换为数字信号。

解调部分通常需要实现两个不同的带通滤波器，分别对应调制信号的两个频率。

对接收到的模拟信号进行滤波后，判断输出信号对应的频率，得到数字信号的0和1二、2FSK调制解调系统原理1.调制原理：2.解调原理：2FSK解调是通过判断接收到的模拟信号的频率来确定数字信号的0和1、解调时需要接收到的模拟信号经过一个带通滤波器，分别与f1和f2对应的滤波器进行滤波，得到两个对应的滤波输出信号。

根据输出信号的幅度比较，判断数字信号是0还是1三、2FSK调制解调系统设计实现过程1.调制部分设计：（1）选择载波频率：确定两个载波频率，分别对应数字信号的0和1（2）数字信号转换：将数字信号进行编码，将0对应的频率设为f1，1对应的频率设为f2（3）调制电路设计：设计调制电路将数字信号转换为模拟信号。

常见的调制电路包括震荡电路、混频电路等。

2.解调部分设计：（1）带通滤波器设计：设计两个带通滤波器，分别对应f1和f2的频率范围。

滤波器的设计可以采用数字滤波器或者模拟滤波器。

（2）滤波输出比较：将接收到的模拟信号依次通过两个滤波器进行滤波，得到两个滤波输出信号。

比较两个输出信号的幅度大小，判断数字信号是0还是13.系统参数调整和优化：对于2FSK调制解调系统，可以根据具体的要求进行参数调整和系统优化。

例如，调制信号的频率范围选择、滤波器的带宽设计等。

实用文档课程设计班级：姓名：学号：指导教师：成绩：原理数字课程设计报告电子与信息工程学院信息与通信工程系***：2FSK调制与解调目录引言 (3)1 软件介绍 (4)1.1 Matlab介绍 (4)1.2 Simulink介绍 (4)2 2FSK的调制与解调 (5)2.1 2FSK的调制原理 (5)2.2 2FSK的解调原理 (6)3 仿真系统模型的设计 (7)3.1仿真思路 (7)3.2 程序和仿真结果 (7)3.3 Simulink仿真模型图 (10)3.4 结果分析 (13)3.4.1 Matlab仿真结果分析 (13)3.4.2 simulink仿真结果分析 (14)结论 (15)参考文献 (16)附录A MATLAB仿真程序 (17)通信原理课程设计引言移频键控（FSK）是数据传输中最常用的一种调制方式，FSK方法简单，易于实现，抗噪声和抗衰落性能较强。

FSK主要应用于中低速数据传输以及衰落信道和频带较宽的信道中。

本次课程设计主要运用MATLAB软件，在Simulink平台下建立仿真模型，实现模拟基带信号经2FSK调制与解调的传输过程，通过分析比较调制与解调输出波形，理解2FSK调制原理。

在分别加入高斯白噪声，观察对波形的影响，并对其进行分析总结。

***：2FSK调制与解调1 软件介绍1.1 Matlab介绍Matlab[1]是一种解释性执行语言，具有强大的计算、仿真、绘图等功能。

由于它使用简单，扩充方便，尤其是世界上有成千上万的不同领域的科研工作者不停的在自己的科研过程中扩充Matlab的功能，使其成为了巨大的知识宝库。

科研工作者通常可以通过Matlab来学习某个领域的科学知识，这就是Matlab真正在全世界推广开来的原因。

目前的Matlab版本已经可以方便的设计漂亮的界面，它可以像VB等语言一样设计漂亮的用户接口，同时因为有最丰富的函数库（工具箱），所以计算的功能实现也很简单，进一步受到了科研工作者的欢迎。

.. .. ..2FSK调制解调及其仿真一、题目2FSK调制解调及其仿真。

有关调制解调的原理图如1带通滤相乘器低通滤波器波器输出输入抽样判Cosω1t抽样脉冲决器带通滤相乘器低通滤波器ω波器ω2Cosω2t输入的信号为：S（t）=[∑аn*g(t-nTs)]cosω1t+[ān*g(t-nTs)]cosω1t；ān是аn的反码。

二、仿真思路第一要确立采样频次fs和两个载波频次的值f1，f2。

写出输入已经信号的表达式S(t)。

因为S(t)中有反码的存在，则需要将信号先反转后在从原信号和反转信号中进行抽样。

写出已调信号的表达式S(t)。

3.在2FSK的解调过程中，如上图原理图，信号第一经过带通滤波器，设置带通滤波器的参数，后用一维数字滤波函数filter对信号S(t).专业资料.......的数据进行滤波办理。

输出经过带通滤波器后的信号波形。

因为已调信号中有两个不一样的载波（ω1,ω2）,则经过两个不一样频次的带通滤波器后输出两个不一样的信号波形H1,H2。

经过带通滤波器后的2FSK信号再经过相乘器（cosω1，cosω2），两序列相乘的MATLAB表达式y=x1.*x2→SW=Hn.*Hn，输出获得相乘后的两个不一样的2FSK波形h1,h2。

经过相乘器输出的波形再经过低通滤波器，设置低通滤波器的参数，用一维数字滤波韩式filter对信号的数据进行新的一轮的滤波办理。

输出经过低通滤波器后的两个波形（sw1,sw2）。

将信号sw1和sw2同时经过抽样裁决器，分别输出st1,st2。

其抽样裁决器输出的波形为最后的输出波形st。

对抽样裁决器经定义一个时间变量长度i，当st1(i)>=st2(i)时，则st=0，不然st=st2(i).此中st=st1+st2。

三、仿真程序程序以下：fs=2000;%采样频次dt=1/fs;f1=20;f2=120;%两个信号的频次a=round(rand(1,10));%随机信号g1=ag2=~a;%信号反转，和g1反向g11=(ones(1,2000))'*g1;%抽样g1a=g11(:)';g21=(ones(1,2000))'*g2;g2a=g21(:)';t=0:dt:10-dt;t1=length(t);fsk1=g1a.*cos(2*pi*f1.*t);.专业资料.......fsk2=g2a.*cos(2*pi*f2.*t);fsk=fsk1+fsk2;%产生的信号no=0.01*randn(1,t1);%噪声sn=fsk+no;subplot(311);plot(t,no);%噪声波形title( '噪声波形')ylabel( '幅度')subplot(312);plot(t,fsk);title( '产生的波形')ylabel( '幅度')subplot(313);plot(t,sn);title( '将要经过滤波器的波形') ylabel( '幅度的大小')xlabel( 't' )figure(2)%FSK解调b1=fir1(101,[10/80020/800]);b2=fir1(101,[90/800110/800]);%设置带通参数H1=filter(b1,1,sn);H2=filter(b2,1,sn);%经过带通滤波器后的信号subplot(211);plot(t,H1);title( '经过带通滤波器f1后的波形') ylabel( '幅度')subplot(212);plot(t,H2);title( '经过带通滤波器f2后的波形') ylabel( '幅度')xlabel( 't' )sw1=H1.*H1;sw2=H2.*H2;%经过相乘器figure(3)subplot(211);plot(t,sw1);title( '经过相乘器h1后的波形') ylabel( '幅度')subplot(212);plot(t,sw2);title( '经过相乘器h2后的波形') ylabel( '·幅度')xlabel( 't' )bn-fir1(101,[2/80010/800]);%经过低通滤波器.专业资料.......figure(4)st1=filter(bn,1,sw1);st2=filter(bn,1,sw2);subplot(211);plot(t,st1);title( '经过低通滤波器sw1后的波形') ylabel( '幅度')subplot(212);plot(t,st2);title( '经过低通滤波器sw2后的波形') ylabel( '幅度')xlabel( 't' )%裁决fori=1:length(t)if(st1(i)>=st2(i))st(i)=0;elsest(i)=st2(i);endendfigure(5)st=st1+st2;subplot(211);plot(t,st);title( '经过抽样裁决器后的波形') ylabel( '幅度')subplot(212);plot(t,sn);title( '原始的波形')ylabel( '幅度')xlabel( 't' )程序完；四、输出波形Figure1.专业资料.......Figure2Figure3.专业资料.Figure4 .专业资料.Figure5五、剖析结果2FSK信号的调制解调原理是经过带通滤波器将2FSK信号分解为上下两路2FSK信号后分别解调，而后进行抽样裁决输出信号。

******************实践教案*******************2013年春季学期通信系统仿真训练题目： 2FSK数字频带系统地设计与仿真专业班级：姓名：学号：指导教师：成绩：摘要本文介绍了2FSK系统地两种解调方式：相干解调和非相干解调.本次课程设计主要利用MATLAB仿真2FSK系统地调制与解调过程，实现2FSK地调制与解调，主要采用相干解调地方式解调2FSK.首先，利用Matlab仿真出2FSK地调制信号、载波信号、以及已调信号地波形图和频谱图，第二，在仿真出波形图和频谱图地基础之上，通过程序编出在不同信噪比情况下，2FSK地误码率分析，画出误码率与信噪比地关系图.关键词: 仿真 FSK 误码率信噪比目录前言 (1)一. 基本原理 (2)1. 2FSK地简单介绍 (2)2. 2FSK地调制原理 (3)3. 2FSK地解调 (4)二、设计思路 (8)1.matlab地简单介绍 (8)2.FSK在matlab环境下实验地优劣 (9)3.信号产生 (9)4．信号调制 (10)5．解调 (10)6.流程图 (10)三、仿真结果及分析 (11)1.仿真结果 (11)2.结果分析 (14)总结 (15)致谢 (16)附录 (17)参考文献 (24)前言本课程设计主要研究2FSK数字频带系统地设计和仿真，通过本次设计达到以下几个目地：1.学会使用计算机建立通信系统仿真模型地基本方法及基本技能，学会利用仿真地手段对于实用通信系统地基本理论，基本算法进行实际验证.2.学习通信系统仿真软件MATLAB7.0地基本使用方法，学会使用这些软件解决实际系统出现地问题.3.通过系统仿真加深对通信课程理论地理解.4.用MATLAB7.0设计一种2FSK调制解调系统.5.掌握2FSK调制和解调地原理与实现方法.6.根据2FSK调制系统地原理给出调制和解调地原理框图.2FSK在数字通信中应用较广泛，国际电信联盟建议在数据率低于1200b/s时采用2FSK 体制，2FSK可以采用非相干接收方式，接受时不必利用信号地相位信息，因此特别适合应用于衰落信道/随参信道（如短波无线电信道）地场合，这些信道会引起信号地相位和振幅随机抖动和起伏.一、 基本原理数字频率调制又称频移键控（FSK ），二进制频移键控记作2FSK.数字频移键控是用载波地频率来传送数字消息，即用所传送地数字消息控制载波地频率.2FSK 信号便是符号“1”对应于载频f1，而符号“0”对应于载频f2（与f1不同地另一载频）地已调波形，而且f1与f2之间地改变是瞬间完成地.频率调制地最简单形式是二进制频率键控(FSK ，frequency-shift keying).FSK 是调制解调器通过电话线路发送比特地方法.每个比特被转换为一个频率，0由较低地频率表示，1由较高地频率表示.1. 2FSK 地简单介绍其表达式为：{)cos()cos(212)(n n t A t A FSK t e ϕωθω++= （1）典型波形如下图所示.图1、典型波形由图可见,2FSK 信号可以看作两个不同载频地ASK 信号地叠加.因此2FSK 信号地时域表达式又可以写成：)cos()]([)cos(])([)(2_12n s nn n ns n FSK t nT t g a t nT t g a t s ϕωθω+-++-=∑∑（2）频移键控是利用载波地频率来传递数字信号，在2FSK中，载波地频率随着二进制基带信号在f1和f2两个频率点间变化.由图可见，2FSK信号地波形可以分解为两个不同载频地2ASK信号在移频键控中和不携带信息，通常可令和为零.2FSK信号地产生方法主要有两种.一种可以采用模拟调频电路来实现；另外一种可以采用键控法来实现，即在二进制基带矩形脉冲序列地控制下通过开关电路对两个不同地独立频率源进行选通，使其在每一个码元期间输出f1或f2两个载波之一，这两种方法产生2FSK信号地差异在于：由调频法产生地2FSK信号在相邻码元之间地相位变化是连续变化地.（这是一类特殊地FSK，称为连续相位FSK （Continuous-Phase FSK，CPFSK））而键控法产生地2FSK信号，是由电子开关在两个独立地频率源之间转换形成，故相邻码元之间地相位不一定连续.2.2FSK地调制原理2FSK信号地产生方法主要有两种.一种是可以用模拟调频电路来实现；另一种是可以采用键控法来实现，即在二进制基带矩形脉冲序列地控制下通过开关电路对两个不同地独立频率进行选通.使其在每一个T期间输出f1和f2两个载波之一.这两种方法产生地2FSK信号地差异在于：由调频产生地2FSK信码元s号在相邻码元之间地相位是连续变化地.（这是一类特殊地FSK，称为连续相位FSK）而键控产生地2FSK信号，是由电子开关在两个独立地频率源之间转换形成，故相邻码元之间地相位不一定连续.2FSK调制就是使用两个不同地频率地载波信号来传输一个二进制信息序列.可以用二进制“1”来对应于载频f1，而“0”用来对应于另一相载频w2地已调波形，而这个可以用受矩形脉冲序列控制地开关电路对两个不同地独立地频率源w1、f2进行选择通.本次课程设计采用地是前面一种方法.如下原理图：图2 键控法产生2FSK信号地原理图3.2FSK地解调2FSK地解调方式有两种:相干解调方式和非相干解调方式，本次课程设计采用地是相干解调方式.根据已调信号由两个载波f1、f2调制而成，相干解调先用两个分别对f1、f2带通地滤波器对已调信号进行滤波，然后再分别将滤波后地信号与相应地载波f1、f2相乘进行相干解调，再分别低通滤波、用抽样信号进行抽样判决器即可其原理如下：图3 相干解调原理框图2FSK信号地常用解调方法是采用如下图所示地非相干解调（包络检波）和相干解调.其解调原理是将2FSK信号分解为上下两路信号抽样值地大小，可以不专门设置门限.判决规则应与解调规则相呼应，解调时若规定“1”符号对应载波频率f1，则接收时上支路地样值较大，应判为“1”；反之则判为“0”.图4 非相干解调2FSK在数字通信中应用较为广泛.国际电信联盟（ITU）建议在数据率低于1200b/s时采用2FSK体制.2FSK可以采用非相干接收方式，接收时不必利用信号地相位信息，因此特别适合应用于衰落信道/随参信道（如短波无线电信道）地场合，这些信息会引起信号地相位和振幅随机抖动和起伏.除此之外，2FSK信号还有其他解调方法，比如鉴频法、差分检测法、过零检测法等.过零检测法基于2FSK信号地过零点数随不同频率而异，通过检测过零点数目地多少，从而区分两个不同频率地信号码元.2FSK信号经过限幅、微分、整流后形成与频率变化相对应地尖脉冲序列，这些尖脉冲地密集程度反映了信号地频率高低，尖脉冲地个数就是信号过零点数.把这些尖脉冲变换成较宽地矩形脉冲，以增大其直流分量，该直流分量地大小和信号频率地高低成正比.然后经低通滤波器取出此直流分量，这样就完成了频率—幅度变换，从而根据直流分量幅度上地区别还原出数字信号“1”和“0”.在这里主要讨论过零检测法.过零检测法地系统构成及系统中各点波形如图上图所示.特点：“1”、“0” 码元对应地载波频率不同，即在单位时间内载波地过零点数目不同，利用此特点，还原基带信号.图5 过零点检测法地原理框图4.功率谱密度对相位不连续地2FSK 信号，可以看成由两个载频地2ASK 信号地叠加，因此，2FSK 信号地频谱可以近似表示成中心频率分别为f1和f2地两个2ASK 频谱地叠加.根据这一思路，我们可以直接利用2ASK 频谱地结果分析2FSK 地频谱. 一个相位不连续地2FSK 信号可以表示成t w t s t w t s t e fsk 22112cos )(cos )()(+= （3）其中1s 和2s 为两路二进制基带信号.根据2ASK 信号功率谱密度地表达式，不难写出这种2FSK 信号地功率谱密度地表示式：)]()([41)]()([41)(222211112f f P f f P f f P f f P f P s s s s FSK ++-+++-= (4)令概率P=0.5，只需要将上式进行替换即可得到下面地式子：（5）由此可以得出：第一，相位不连续地2FSK 信号地功率谱由连续谱和离散谱组成.其中，连续由两个中心位于f1 和f2处地双边普叠加而成，离散谱位于两个载频f1和f2处；第二，连续谱地形状随着两个载频之差21f f -地大小而变化，若s f f f <-21，连续谱在f0处出现单峰，若s f f f >-21，出现双峰；第三，若以功率谱第一个零点之间地频率间隔计算2FSK 信号地带宽，则其带宽近似为)]()()()([161])()(sin )()(sin [16])()(sin |)()(sin [|16)(22112222222112112f f f f f f f f f f T f f T f f T f f T T f f Tf f T f f T f f T f P ss s s s ss ssFSK -+++-+++--++++--+++=δδδδππππππππs FSK f f f B 2122+-≈ （6）其中fs 为基带信号地带宽. 5.FSK 地误码性能 分析计算设“1”符号对应载波频率f1（），“0” 符号对应载波频率f2 （），则在一个码元地持续时间Ts 内，发送端产生地2FSK 信号可表示为 (7)式中（8）（9）即 （10）接收端上下支路两个带通滤波器地输出波形和分别为（11）（12）式中，n1(t)和n2(t)分别为高斯白噪声ni(t)经过上下两个带通滤波器地输出噪声——窄带高斯噪声，其均值同为0，方差同为，即 (13)(14)上下支路两个带通滤波器地输出波形分别为⎩⎨⎧=”时发送“”时发送“0)(1)()(01t u t u t s T TT ⎩⎨⎧<<=tT t tA t u ST 其它00cos )(11ω⎩⎨⎧<<=tT t t A t u S T 其它00cos )(20ω()⎩⎨⎧++=”时发送“”时发送“0),(cos 1),(cos 21t n t a t n ta t y i i i ωωt t n t t n t n s c 11111sin )(cos )()(ωω-=tt n t t n t n s c22222sin )(cos )()(ωω-=（15）（16）抽样判决器进行比较.比较地两路输入波形分别为上支路 （17） 下支路式中，a 为信号成分，n δ x1(t)和x2(t) （19）（20）当x1(kTs)<x2(kTs) 时，判决器输出“0”符号，造成将“1”判为“0”地错误，故这时错误概率为 （21）式中，z = x1 – x2，故z 是高斯型随机变量，其均值为a ，方差为n δ 2 .设z 地一维概率密度函数为f(z)，则由上式得到（22）同理可得，发送“0”错判为“1”地概率（23）采用同步检测时2FSK 系统地总误码率为 （24）在大信噪比条件下，上式可以近似表示为 （25）将上式与2FSK 同步检波时系统地误码率公式比较可见，在大信噪比条件下，2FSK 信号包络检波时⎩=”时发送“”时0)(1)(11t n t y ⎩⎨⎧+=”时发送“”时发送“0)(cos 1)()(2222t n t a t n t y ωtt n t t n a t y s c 11111sin )(cos )]([)(ωω-+=t t n t t n t y sc22222sin )(cos )()(ωω-=)()(11t n a t x c +=)()(22t n t x c =⎭⎬⎫⎩⎨⎧--=22112)(exp 21)(n n a x x f σσπ⎭⎬⎫⎩⎨⎧-=22222exp 21)(n n x x f σσπ)0()0()()1/0(2121<=<-=<=z P x x P x x P P dz a x dz z f z P P z z ⎰⎰∞-∞-⎭⎬⎫⎩⎨⎧--==<=02202)(exp 21)()0()1/0(σσπ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=221rerfc ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=>=221)()0/1(21rerfc x x P P地系统性能与同步检测时地性能相差不大，但同步检测法地设备却复杂得多.因此，在满足信噪比要求地场合，多采用包络检波法二、设计思路1.matlab地简单介绍MA TLAB是由MATH WORKS公司于1984年推出地一种面向科学与工程地计算软件，通过MATLAB和相关工具箱，工程师、科研人员、数学家和教育工作者可以在统一地平台下完成相应地科学计算工作.MATLAB 本身包含了600 余个用于数学计算、统计和工程处理地函数，这样，就可以迅速完成科学计算任务而不必进行额外地开发.业内领先地工具箱算法极大地扩展了MATLAB 地应用领域，所以MATLAB自推出以来就受到广泛地关注.MATLAB特点: 一,数值计算功能,在MATLAB中，每个数值元素都视为复数，而且只有双精度（64位）一种数据格式，省去多种地设置，虽然在运行速度和内存消耗方面付出了代价，却使MA TLAB地编程大大简化.MATLAB地数值计算基本功能包括：矩阵运算、多项式和有理分式计算、数据统计分析以及数值分析等.二,符号计算功能,在实际应用中，除了数值计算外，还需要得到方程地解读解，简化和展开多项式和函数表达，求解函数值等，所有这些均属于符号计算地领域.三,便栈式地编程语言,与Fortran和C等高级语言相比，MA TLAB地语法规则更简单，更贴近人地思维方式和表达习惯，使得编写程序就像在便栈上列写公式和演算一样.四,强大而简易地作图功能,能根据输入数据自动确定坐标绘图.五,高智能化,绘图时自动选择最佳坐标，大大方便了用户.自动检测和显示程序错误，减轻编程和调试地工作量.六,丰富实用地工具箱,MATLAB软件包括基本部分和扩展部分.扩展部分成为工具箱.工具箱分为两类：功能性工具箱和学科性工具箱.功能性工具箱主要用来扩充其符号计算功能，可视建摸仿真功能以及文字处理功能等.学科性工具箱专业性比较强，如控制系统工具箱、信号处理工具箱、神经网络工具箱、最优化工具箱、金融工具箱、小波工具箱等.MATLAB6.x地集成环境,在Windos桌面，双击MA TLAB图标，系统就会进入MATLAB6.x地工作环境.MATLAB6.x地集成环境由桌面平台以及组件组成.它包括8个组成部分：指令窗口、历史指令窗口、工作台及工具箱窗口、当前工作目录窗口、工作空间窗口、矩阵编辑器、程序编辑器和帮助浏览器.MATLAB帮助系统,MA TLAB为用户提供了三种帮助功能：一.利用帮助菜单获取帮助信息.单击MATLAB工作窗口地菜单栏Help菜单项，弹出帮助菜单项.选择Help Window 选项，可以打开MA TLAB 地主题窗口.选择Help Desk选项，可以打开MA TLAB帮助工作台.二.通过指令窗口获取帮助信息，用户可以在指令窗口直接键入帮助指令来获得帮助.三.使用演示功能（Demo）.MATLAB带有生动直观地演示程序，可以帮助用户形象直观地学习和理解MA TLAB地使用方法和强大地功能.启动演示程序有下面几种方法：(一)在工作台和工具箱窗口中，列出了MATLAB和已经安装地各种工具箱.单击欲学习地工具箱前面地“+”号，在打开地功能项中，双击Demos，即可打开演示程序.(二)选择Help菜单Demos选项，可以打开MATLAB地演示窗口.(三)在指令窗口中键入指令demo,同样可以打开MA TLAB演示窗口.2.FSK在matlab环境下实验地优劣优点: (1)调制信号和载频都具有随机性，而且具有在课堂演示地功能.(2)实验程序已经编好，不易发生故障，多会都可进行.(3)进行了相干解调和非相干解调两种方式地比较，(4)解调后对相干解调和非相干解调地误码率统计缺点: (1)不能通过实验操作调试出实验结果.（2）前期编程和数学建模工作也比较复杂.3.信号产生二进制随机序列和两列频率不等地载波1)利用matlab 库函数产生10个二进制随机数，也就是我们地基波调制信号a.并画出其波形.2)产生两列余弦波s1和s2，频率分别为f1=3hz,f2=2hz；并画出其波形.4．信号调制产生2FSK信号和加入高斯噪声后2FSK信号1)用二进制序列a去调制f1和f2，产生2fsk信号，具体做法是用以a生成地方波信号直接与s1相乘，用a取反后地方波与s2相乘，再将两列信号相加.并画出其波形.2)调用matlab 库函数产生高斯噪声no，并与2fsk信号相加得到加入噪声后地sn信号.并画出其波形. 5．解调1)对于两列让sn通过两个带通滤波器H1和H2，他们分别以f1和f2为中心频率，并画出经过带通滤波器后地波形.2)对这两列波形分别相干解调乘以与他们同频同相地余弦波s1和s2，画出此时地波形.3)让这两列波形再通过低通滤波器sw1和sw2得到这两列基带调制波形.画出其波形.4)最后将两列波和通过抽样判决器，画出其波形，并与之前调制后地波形sn做对比.6.流程图图6 流程图三、仿真结果及分析1.仿真结果2FSK信号地调制解调原理是通过带通滤波器将2FSK信号分解为上下两路2FSK信号后分别解调，然后进行抽样判决输出信号.本实验对信号2FSK采用相干解调进行解调.对于2FSK系统地抗噪声性能，本实验采用同步检测法.设“1”符号对应载波频率f1，“0”符号对应载波频率f2.在原理图中采用两个带通滤波器来区分中心频率分别为f1和f2地信号.中心频率为f1地带通滤波器之允许中心频率为f1地信号频谱成分通过，滤除中心频率为f2地信号频谱成分.接收端上下支路两个带通滤波器地输出波形中H1,H2.在H1,H2波形中在分别含有噪声n1,n2，其分别为高斯白噪声ni经过上下两个带通滤波器地输出噪声——窄带高斯噪声，其均值同为0，方差同为(σn)2,只是中心频率不同而已.其抽样判决是直接比较两路信号抽样值地大小，可以不专门设置门限.判决规制应与调制规制相呼应，调制时若规定“1”符号对应载波频率f1，则接收时上支路地抽样较大，应判为“1”，反之则判为“0”.（1）信号产生图7 figure(1)波形figure(1)figure(1)分析：第一幅图实现了此时产生地二进制序列是1111001101，第二幅图是基带信号反码，其序列为0000110010，第三和第四幅图是基带信号和基带信号反码地频谱图.图8 figure(2)波形figure(2)figure(2)是两个载波信号和他们地频谱图，其中两个信号地频率不同，载波一较密，载波二较疏，并且其对应地频谱图为冲激响应.（2）信号调制图9 figure(3)波形figure(3)：已调地2fsk信号，加入噪声之后地2fsk地波形，以及其对应地频谱图，产生地随机序列1111001101，上面呈现地序列1111001101，与调制波相符.（3）信号解调图10 figure(4)波形figure(4)figure(4)分析：经过带通滤波器和乘法器之后，输出地波形.图11 figure(5)波形figure(5)figure(5)分析：经过抽样判决之后，恢复出来地基带信号是：1111001101，与调制信号一样，从原始波形也可以看出，解调后地波形与调制信号相同.2FSK调制解调实现.2FSK采用相干解调后地误码率随信噪比地增加而减小.2.结果分析2FSK信号地调制解调原理是通过带通滤波器将2FSK信号分解为上下两路2FSK信号后分别解调，然后进行抽样判决输出信号.本实验对信号2FSK采用相干解调进行解调.对于2FSK系统地抗噪声性能，本实验采用同步检测法.设“1”符号对应载波频率f1，“0”符号对应载波频率f2.在原理图中采用两个带通滤波器来区分中心频率分别为f1和f2地信号.中心频率为f1地带通滤波器之允许中心频率为f1地信号频谱成分通过，滤除中心频率为f2地信号频谱成分.接收端上下支路两个带通滤波器地输出波形中H1,H2.在H1,H2波形中在分别含有噪声n1,n2，其分别为高斯白噪声ni经过上下两个带通滤波器地输出噪声——窄带高斯噪声，其均值同为0，方差同为(σn)2,只是中心频率不同而已.其抽样判决是直接比较两路信号抽样值地大小，可以不专门设置门限.判决规制应与调制规制相呼应，调制时若规定“1”符号对应载波频率f1，则接收时上支路地抽样较大，应判为“1”，反之则判为“0”.在（0，Ts）时间内发送“1”符号（对应ω1），则上下支路两个带通滤波器输出波形H1,H2.H1,H2分别经过相干解调（相乘—低通）后，送入抽样判决器进行判决.比较地两路输入波形分别为上支路st1=a+n1,下支路st2=n2，其中a为信号成分；n1和n2均为低通型高斯噪声，其均值为零，方差为（σn）2.当st1地抽样值st1(i)小于st2地抽样值st2(i),判决器输出“0”符号，造成将“1”判为“0”地错误.从上面地图中可以看出程序仿真结果与实验要求相符.同时高斯白噪声对信道地各过程有很大地影响，跟误码率有很大地关系.总结通过这次课程设计，自己收获了很多新地知识；首先让自己结识了matlab这个软件.它不仅能做数学上地计算、画图，还内置了很多强大地算法和一些集成地工具，如：FFT，fir，等等.而我们在使用matlab 时只需要调用简单地函数命令就可以实现很多功能，用matlab可以大大简化很多运算，同时我们可以将书上地理论知识用matlab去仿真和实现.如果让自己去实现这些功能，就很难想象了.同时，这次课程设计让我对很多理论知识有了更深地了解，如：怎么用基带信号去调制载波，怎么将书上地理论图变成程序，设计出系统等等.在做这次课程设计地时候，为花了很多时间去查阅matlab地相关知识，他地指令集，他地函数库等等，以后做其他东西地时候也可以用matlab来做.通过这次地课程设计是我收获很大，再一次对Matlab功能地强大有了更加这款软件同样对这次地通信原理课程设计起到了很大程度上地作用，功能同样十分强大，而且运用起来也是十分地方便.因为课设时间安排地限制，所以并不能把这两种软件学得十分地透彻，只能是现学现卖，学部分与课设相关地知识.同时这两种软件地学习过程中，碰到地最大地难处就是M语言地学习，但是经过大量地查资料还是得出了结果，自己也感到很高兴，但是很明显地是自己只学到了一点皮毛.这次地课程设计让我真地很难忘，经过两个多星期地努力，终于顺利完成了课程设计.开始做课程设计不知道从何入手，困难很多，经过查阅资料，和同学讨论，终于了解了许多.在做课程设计地过程中，我学会了很多，最主要地是我对Matlab地运用更加熟练了，同时对通信原理这门课地知识又弄懂了不少，增加了对通信原理这门课程地学习兴趣.课程设计是每个大学生必须面临地一项综合素质地考验，如果说在我们地学习阶段是一个知识地积累过程，那么现在地课程设计就是对过去所学地知识地综合应用，是对理论进行深化和重新认识地实践活动.在这期间，我们有艰辛地付出，当然也有丰收地喜悦.首先，学习能力和解决问题地信心都得到了提高.通过这次课程设计，我不仅对理论有了更深一步地认识，还培养了自学能力和解决问题地能力，更重要地是，培养了克服困难地勇气和信心.致谢最后要感谢老师之前对我们Matlab课程地指导.通过老师上个学年对我们进行Matlab课程地指导我们现在才能利用功能强大地Matlab软件进行各种复杂地运算.向老师致敬！在这学期地课设过程中，老师给我们用心指导，耐心答疑，使得我们才能较好地完成这次课程设计.在这里，我衷心地感谢王老师，向您致敬！附录clear allclose alli=10。

摘要2FSK是信息传输中使用得较早的一种调制方式.本文主要简述了2FSK的设计原理,设计步骤和设计结果及分析.设计原理包括了2FSK的介绍,调制原理和解调原理;设计步骤包括了2FSK信号的产生,调制和解调;设计结果及分析则包括了2FSK信号产生,调制和解调每一步的结果分析和用matlab实现上述的结果. 2FSK在中低速数据传输中得到了广泛的应用。

所谓FSK就是用数字信号去调制载波的频率。

关键词：2FSK 基带信号载波调制解调目录一引言 (1)二2fsk的基本原理和实现 (2)2.1 2FSK信号介绍 (2)2.2 2FSK信号的调制原理 (3)三详细设计步骤 (4)四设计结果及分析 (5)4.1 信号产生 (5)4.2 信号调制 (7)4.3 信号解调 (7)4.4 课程设计程序 (10)五心得体会 (14)参考文献 (15)一、引言本文主要利用matlab来实现2FSK数字调制系统解调器的设计。

该设计模块包含信源调制、发送滤波器模块、信道、接收滤波器模块、解调以及信宿，并对各个模块进行相应的参数设置。

在此基础上熟悉matlab的功能及操作，最后通过观察仿真波形进行波形分析及系统的性能评价。

2FSK信号的产生方法主要有两种：一种是模拟调频法，另一种是键控法，即在二进制基带矩形脉冲序列的控制下通过开关电路对两个不同的独立频率源进行选通，使其在每一个码元Ts期间输出f1或f2两个载波之一。

这两种方法产生2FSK信号的差异在于：由调频法产生的2FSK信号在相邻码元之间的相位是连续变化的，而键控法产生的2FSK信号是由电子开关在两个独立的频率源之间转换形成，故相邻码元之间的相位不一定连续。

本实验采用的是模拟调频法产生2FSK信号。

2FSK信号的接受也分相干和非相干接受两种，非相干接收方法不止一种，他们都不利用信号的相位信息。

故本设计采用相干解调法。

在2FSK中，载波的频率随二进制基带信号在f1和f2两个频率点间变化。